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Développement d'un vibrateur acoustique pour précipiter les défauts latents de circuits électroniques

Lafleur, François (2003). Développement d'un vibrateur acoustique pour précipiter les défauts latents de circuits électroniques. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Le procédé de déverminage, ou Environmental Stress Screening (ESS), est employé principalement dans le domaine de l'électronique pour réduire les mortalités infantiles des produits avant leur livraison. Il utilise usuellement des stimulations environnementales telles que les vibrations ou la température produites à l'aide d'équipements conventionnels d'essais qui sont très coûteux et difficiles à implanter. Le but de cette recherche est le développement d'une nouvelle méthode d'excitation vibratoire des plaques de circuits électroniques à moindre coût par l'emploi de l'excitation acoustique. Le projet a mené au développement d'un vibrateur acoustique pouvant être utilisé lors d'implantations du procédé ESS en milieu industriel. L'utilisation de cette nouvelle technologie et des méthodes novatrices de personnalisation des spectres ESS proposées dans cette thèse permettent la précipitation de défaillances latentes présentes dans les produits électroniques de façon efficace et sécuritaire et ce, à moindre coût par rapport aux technologies concurrentes.

La méthodologie des travaux présentés dans cette thèse inclus: (1) La génération acoustique des vibrations sur les circuits; (2) L'analyse modale acoustique des circuits par des méthodes à référence unique et à références multiples; (3) La précipitation de défauts latents typiques des circuits électroniques; (4) Une méthode d'individualisation des spectres vibratoires tenant compte des caractéristiques structurelles des circuits; (5) La présentation de la configuration de l'équipement acoustique et les résultats d'implantation du procédé.

Nonobstant la fabrication, l'installation et la mise en service d'un équipement en milieu industriel (depuis le mois de mai 2002), ces travaux ont permis l'obtention de trois familles de brevets et la publication de six articles de conférence: trois portant sur l'analyse modale à référence unique, un portant sur l'analyse modale à références multiples, un autre portant sur la présentation de l'équipement et finalement un dernier sur la personnalisation des spectres vibratoires. Les protections par brevet sont reliées aux sujets suivants: (1) Équipement de vibration par excitation acoustique; (2) Méthode d'analyse modale à références multiples; (3) Méthode de personnalisation des spectres de vibration.

Titre traduit

Development of an acoustical vibration device to precipitate latent defects on electronic circuit boards

Résumé anglais

The ESS Process, or Environmental Stress Screening, is mainly used in electronics to reduce infant mortality on products, prior to their delivery, using environmental stimulation like vibrations or temperature variations using conventional equipment that are costly to operate and to use. The aim of this research is the development of a vibratory excitation method towards electronic circuit boards at lower cost, by using acoustic excitation. This project conducted to the development of an acoustical vibration device used in setting the ESS process in an industrial environment. The use of this new technology and of the new methods of ESS spectra tailoring proposed in this thesis permit to precipitate latent defects included in the electronic products, in an efficient and secure way and also in a less expensive manner compared to other technologies.

The results of this research project, presented in this thesis include:
• Acoustic generation of vibrations on circuits;
• Modal analysis methods applied on circuits : single and multiple reference methods are used;
• Precipitation of typical latent defects in electronic circuits;
• A tailoring method of the vibration spectra taking into account the structural characteristics of the circuits;
• The presentation of the configuration for the acoustical equipment and the setting results of the ESS Process.

Apart from building, installing and put into operation an equipment in an industrial environment since May 2002, this project also permitted to obtain three patents and to publish six conference articles : three on single reference modal analysis, one on multiple reference modal analysis, one on presenting the equipment and one on tailoring vibration spectra. The patent protection are related to the following subjects:
1. Vibration equipment by acoustical stimulation
2. Multiples References Modal Analysis Method
3. A Method for tailoring vibration spectra

Type de document: Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires: "Thèse présentée à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention du doctorat en génie". Bibliogr.: f. [276]-282.
Mots-clés libres: Acoustique, Circuit, Defaut, Electronique, Vibrateur, Vibration
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Thomas, Marc
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Laville, Frédéric
Programme: Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt: 09 mai 2011 17:46
Dernière modification: 14 oct. 2016 22:38
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/772

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